GPS高程异常拟合精度的探讨
关于GPS高程拟合技术的探究
关于GPS高程拟合技术的探究[摘要]随着现代科学技术的发展，全球定位系统GPS以其全天候、高精度、低成本和高效率等优势，越来越受到人们的青睐。
近年来GPS高程测量已经成为工程测量的重要手段，而高程拟合技术可以较精确地将大地高转换成正常高。
本文先概况GPS高程拟合技术的基本原理，再分析GPS高程的测量和拟合方法，最后探究提高GPS高程拟合精度的办法。
[关键词]全球定位系统GPS 高程拟合技术测量工程0前言随着全球定位系统（GPS）技术的成熟和仪器价格的大幅下降，该技术在测绘方面已普及。
众所周知，全球定位系统（GPS）测定平面位置能达到很高的精度，但其测定的高程精度，由于受到高程异常的制约，尚有许多问题需要研究，以便充分发挥全球定位系统（GPS）技术的优越性。
1工程实例辽宁核电站位于瓦房店市东部的泉源沟村，三面环海，一面是山，交通不便。
为了工程的需要，某测绘院在这里建立GPSD级网。
首级网由8个点组成，在此基础上进行加密，并对部分GPS点进行了水准测量，应用了GPS高程拟合技术，工程面积为5.5平方公里。
2 GPS高程拟合的基本原理大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
正高是地面点到大地水准面的铅垂距离。
正常高是地面点到大地似水准面的铅垂距离。
我国规定采用正常高高程系统作为计算高程的统一系统，它是以“似大地水准面”基准的高程系统。
尽管“似大地水准面”不具备水准面的性质，正常高也缺乏物理意义，但是“似大地水准面”却极接近于大地水准面。
它们之间相差甚微，又便于我们精确测定，故在实际工作中采用正常高高程系统。
其相互关系见下式如下：hi=hig+ni；hi=hir+ζi其中hi为地面点大地高；hig为正高；hir为正常高；ni为地面水准面差距；ζi为高程异常。
3 GPS高程测量和拟合方法3.1测量方法如果在一个测区内有几个点，并且它们的大地高N由GPS测得，正常高H 由水准测量联测而得，那么就可利用高精度的GPS大地高采用地表拟合法局部地模拟出大地水准面与椭球面的波动值。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析GPS（全球定位系统）是一种通过卫星进行定位的导航系统，它通过接收地面上的GPS 接收器收集到的卫星信号来确定接收器的位置。
GPS系统不仅可以提供经度和纬度等位置信息，还可以提供高程信息。
在实际应用中，由于各种误差的存在，GPS高程数据往往需要进行拟合处理，以提高其精度。
GPS高程拟合方法主要有以下几种：1.大地水准面拟合法：该方法假设地球上存在一个水准面，通过高程数据与该水准面的差值来进行拟合。
大地水准面拟合法可以根据地球椭球体模型进行，也可以根据区域地形特征进行。
2.多项式拟合法：该方法通过将GPS高程数据与多项式函数进行拟合，来估算出真实的地理高程。
多项式拟合法常用的模型有一次、二次和三次多项式，其拟合误差随着多项式的阶数增加而减小。
3.高斯滤波法：该方法考虑到GPS高程数据的时序性，通过滤波算法对数据进行平滑处理，以提高高程数据的精度。
高斯滤波法利用高斯函数对数据进行加权平均，同时考虑到观测误差的方差，使得滤波结果更加符合实际情况。
1.接收器误差：GPS接收器的误差包括时钟误差、接收机硬件误差等，这些误差会直接影响到GPS高程数据的精度。
2.卫星误差：卫星的轨道误差、钟差误差等因素也会对GPS高程数据的精度产生影响。
3.大气误差：由于大气对GPS信号的传播会产生延迟和折射等误差，因此对GPS高程数据的精度也会有一定的影响。
4.数据后处理方法：不同的数据后处理方法对GPS高程数据的精度有着较大的影响。
合理选择数据处理方法可以提高GPS高程数据的精度。
为了提高GPS高程数据的精度，在采集数据时需要注意选择合适的接收器和卫星，并进行数据后处理以减小误差。
还可以通过与地面高程标志点对照来校正高程数据，以获得更高的精度。
浅谈GPS高程异常拟合方法
浅谈GPS高程异常拟合方法摘要：在GPS定位技术中,由于其测量定位技术的物理机制,其平面位置的精度可以达到较高水准,已被人们所认识和接受,而其高程精度较其平面精度约低2～5倍。
尤其是在WGS-84坐标系向地方坐标系的转换过程中,由于WGS-84的大地高仅有几何意义而无物理内涵,而高程系统的正常高既有几何意义,又有地球内部质量密度分布不均匀这样一个物理现象。
本文重点对GPS高程水准拟合模型及其精度进行了分析探讨。
关键词：GPS；高程异常；测量；定位技术引言GPS定位技术因其优点突出,因而在测绘领域得到了广泛的应用。
采用相对定位技术,通过GPS网平差,可以得到高精度的平面坐标(或大地坐标)和大地高差；如果网中有1点或多点具有精确的WGS-84坐标系的大地高程,则可求得各GPS点的大地高程。
GPS 测量得到是WGS-84 椭球的大地高，而我国采用的是正常高系统，它是以似大地水准面作为参考面的，因此，精确计算GPS 点的正常高，就必须作一些相应的转换。
目前求定地面点的正常高的方法主要有GPS 水准高程、GPS 重力高程、GPS三角高程、转换参数、整体平差和神经网络法等方法。
重力法是根据点位信息，可直接求得该点的高程异常值。
在一定区域内，只要有足够数量的重力测量数据，就可以比较精确地求定该区域的高程异常值。
对于实施水准测量比较困难的丘陵和山区，利用重力测量方法是比较实用且可靠的方法。
但此法的缺点是需要足够多且精度足够高的重力测量资料。
从目前我国实际情况来看，GPS 重力高程的精度低于GPS 水准高程。
三角高程是在GPS 点上加测各GPS 点间的高度角(或天顶距)，利用GPS 求出的边长，按三角高程测量公式计算GPS 点间的高差，从而求出GPS 点的正常高的一种方法。
联合平差法是当测区内具有天文、大地、重力测量、水准测量及GPS 测量等多种观测数据时，我们即可用整体平差模型将这些观测数据进行联合平差，最终可求得地面点的平面坐标及高程的最优无偏估值。
GPS拟合高程精度浅析
ｍ ｍ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｇ Ｐ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ，ｈ ｉ ｌ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｄ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ， Ｍ ａ ｄ ｅ ａ ｓ ｕ
３ ． Ｑ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ，Ｑ ａ ｉ ｄ ａ ｍ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ
Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｍｉ ｎｅ ｒａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ８１ ６ ０ ０ ０
表 ２ 高程异常变量统计表 高程 异常变化值（ 单位 ： 厘米 ）
测 区 编 码
２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ Ｏ １ １ １ ２
Ａ Ｂ
Ｃ
・９１・
电
子
测
试
通过部分资数据加资料的统计分析 ， 平原地区覆盖区域 ， 值加可 以求 出来了而后在将 数据代入公式 １中， 便 能算 出各 点正
Ｇ ｅ ｏｌ ｏ ｇｙ ａ ｎｄ ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｒ ｅｓ ｏ ｕ ｒ ｃｅ ｓ ８ １ ６ ０ ０ ０：
浅谈GPS水准高程拟合精度
浅谈GPS水准高程拟合精度摘要:论述了应用GPS定位技术,求定地面点的正常高的方法,并对应用最广泛的GPS水准方法做了论述,找出了影响这种方法的主要原因并通过实例对如何提高精度作了详细的探讨。
关键词:GPS水准高程水准点布设由于GPS定位技术的提高,国内外已经利用GPS定位技术建立了各类控制网,大量的实践数据表明,GPS测量的平面坐标精度是可靠的,能达到工程测量的要求,而高程测量方面由于受坐标系统不一致、观测误差等的影响,其精度一直被认为不太可靠,仪器的标称精度也较平面定位精度低,这在很大程度上限制了GPS技术的应用。
因此,有必要对GPS高程测量的精度和方法进行深入的探讨,以使其更广泛地应用于测量领域,为我国的工程建设服务。
1 GPS高程测量GPS所测量的高程是沿法线方向到WGS84椭球面的高度,即以简单的数学曲面为基准面,具有明确的几何意义而缺乏物理意义,而工程测量中要求的正常高是沿垂线到似大地水准面的高度,即以不规则的有起伏的重力等位面为基准面,具有严格的物理意义,这两种基准面是不一致的,它们之间的差距称为高程异常,其关系式如下:ζ=H-h式中,ζ为高程异常,表示似大地水准面至参考椭球面的距离;H为大地高;h为正常高。
如果已知某点的大地高,且该点的高程异常确定,则可精确求得该点的正常高。
目前利用GPS定位技术,求定地面点的正常高的方法主要有:(1)GPS水准高程(简称GPS水准)(2)GPS重力高程(3)GPS三角高程。
在局部地区,如某一城市或地区的GPS网中,应用最广泛的是GPS水准方法,即用几何水准联测部分GPS点的正常高,用数值拟和的方法求出测区的似大地水准面,计算出未联测几何水准GPS点的高程异常,从而求出这些GPS点的正常高。
2 GPS水准的误差利用GPS水准求定GPS点正常高,主要包含以下几种误差:几何水准联测误差;GPS测定大地高的误差;坐标转换误差;拟合计算误差等。
2.1几何水准联测误差在GPS水准作业时,一般总联测四等几何水准,故给待定点正常高带来的误差m1,可按下式来估算:其中L为待求点至已知点的距离,以公里为单位。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析引言随着全球定位系统(GPS)的普及和发展，GPS技术在地球科学、工程测量和导航定位等领域得到了广泛的应用。
GPS高程的测量和拟合在地球科学研究和工程测量中扮演着重要的角色。
对GPS高程拟合方法及其精度进行深入的研究和分析具有重要的意义。
一、GPS高程拟合方法GPS高程的测量是通过GPS卫星信号和接收机接收时间的差值来计算得到的。
在GPS测量中，精确的高程测量是非常重要的。
高程拟合是指根据已知的GPS观测数据，通过一定的数学模型和算法，来拟合出地球表面上各点的高程值。
目前常用的GPS高程拟合方法主要包括差分GPS法、动态大地水准面模型法和GNSS/地球重力模型法。
1. 差分GPS法差分GPS法是基于参考站和移动站测量GPS信号的相位和码距的差值来进行高程测量的方法。
该方法可以减小大气层等误差对高程测量的影响，提高高程测量的精度。
差分GPS法广泛应用于工程测量和导航领域，具有较高的精度和实用性。
2. 动态大地水准面模型法动态大地水准面模型法是基于大地水准面模型预测的高程值和GPS观测数据进行拟合的方法。
通过使用大地水准面模型，可以对GPS测量中的大气层延迟和其他误差进行校正，提高高程测量的精度。
该方法适用于地球科学研究领域，可以得到更为精确的高程值。
二、GPS高程拟合精度分析GPS高程拟合的精度是衡量其可靠性和实用性的重要指标。
在GPS高程拟合过程中，需要对其精度进行综合分析和评估。
1. 精度影响因素GPS高程拟合的精度受到多种因素的影响，主要包括大气层延迟、接收机误差、地形和重力效应、卫星轨道误差等。
这些因素会对GPS高程拟合的精度产生影响，需要在实际应用中进行综合考虑和分析。
2. 精度评估方法针对GPS高程拟合的精度进行评估，可以采用单点定位和差分定位、统计分析和误差分析等方法。
通过对GPS观测数据和拟合结果进行综合分析和评估，可以得到GPS高程拟合的精度水平和可靠性。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS全球卫星定位系统（Global Positioning System）是一种全球性的导航系统，它可以利用卫星进行高精度的位置定位。
然而，GPS定位的高程精度受到多种因素的影响，
包括GPS接收机本身、信号传输路径等，因此需要对GPS高程进行拟合处理以提高其精
度。
GPS高程拟合方法主要包括差值法、插值法和回归分析法三种。
差值法是根据GPS测量到的位置信息和地面标高测量值之差，通过差值运算来得到GPS高程测量值。
差值法具有计算简单、速度快的特点，但局限性较大，不能解决在GPS
定位时所遇到的某些问题，例如多径效应等。
插值法需要用周围已知高程数据进行插值计算，以得出该位置的高程。
插值法的精度
与区域内高程数据的分布稠密程度有关，一般来说，在数据较为密集的情况下，插值法的
精度较高，反之则不佳。
回归分析法将GPS测量到的位置信息与实测标高之间的相关性进行线性拟合，由此推
导出每个位置的GPS高程测量值。
回归分析法的精度受到模型的影响，模型的构建需要考
虑影响因素的相互作用和相关度。
实际应用中，GPS高程拟合方法的选择需要结合实际情况进行决策。
在拟合方法上，
一般建议采用回归分析法，因为它可以分析其他影响因素，并将其纳入模型中，从而提高
精度。
在应用上，需要结合当地的天气、地形和信号传输情况等因素进行多次测量和比对，以提高GPS高程的精度。
总体而言，在选择GPS高程拟合方法时，应考虑实际需求和精度要求，从而选择适合
自己的方法。
此外，对GPS高程的整体监测和维护也是提高其精度的重要措施。
基于GPS的高程拟合方法研究
基于GPS的高程拟合方法研究
摘要：随着全球定位系统（GPS）的广泛应用，人们越来越依赖GPS来获取位置信息。
GPS定位的高程信息相对较为不准确，因此需要对GPS高程进行拟合来提高精确度。
本文主要研究了基于GPS的高程拟合方法，包括传统的差值法和基于统计学方法的插值法。
关键词：GPS；高程拟合；插值法
一、引言
全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号来确定位置的全球性导航系统。
它广泛应用于交通、航空、地质勘探等领域。
GPS可以提供准确的经纬度信息，但其高程信息相对不准确。
需要对GPS高程进行拟合来提高精确度。
二、高程拟合方法
1. 差值法
差值法是一种传统的高程拟合方法。
它根据已知高程点的位置和高程值，通过插值计算未知点的高程值。
常用的差值方法有最邻近差值、反距离权重插值等。
差值法的优点是简单易行，但对于高程数据的分布情况要求较高。
三、实验结果分析
本文选取了某地区的GPS高程数据进行实验，比较了差值法和插值法的拟合效果。
实验结果显示，插值法相对于差值法在高程拟合方面具有更高的精确度和稳定性。
尤其是在高程数据分布不均匀的情况下，插值法能够更好地拟合未知点的高程值。
四、结论
参考资料：
[1] 刘明, 陈伟, & 张江. (2015). 基于 GPS 的地质断层高程拟合方法研究[J]. 测绘地理信息, 40(1), 76-80.。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析随着GPS技术的不断发展，其在地形高程测量中的应用得到了广泛的推广。
但是，由于GPS高程存在着误差和偏差，为了得到更加准确的高程数据，需要采用高程拟合方法进行处理。
本文将针对GPS高程拟合方法和精度分析进行论述。
GPS高程数据存在着两种误差：系统误差和随机误差。
系统误差主要由信号传播、电离层等因素引起，并具有一定的周期性；随机误差则由多种因素引起，包括大气效应、卫星轨道、接收机本身等。
为了得到更加准确的高程数据，需要对GPS高程数据采用高程拟合方法进行处理。
主要方法如下：1.平差方法平差方法是一种传统的高程拟合方法，其主要是通过测量数据的误差方程，利用最小二乘法对数据进行拟合计算。
对于较小的数据量，采用平差方法可以获得较高的精度。
2.滤波方法滤波方法是一种通过对数据进行平滑处理的方法，其可以消除随机误差，提高数据的精度。
常见的滤波方法包括均值滤波、中值滤波等。
其中，均值滤波较为常用，其通过对一定周期范围内的数据进行平均处理来消除随机误差。
3.差分GPS法差分GPS法是一种将基准站和移动站进行连线观测，通过差分处理来消除信号传播误差的方法。
差分GPS法可以有效地消除系统误差，但其需要在一个比较稳定、均匀的地形场地上进行观测。
4.卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法是一种对GPS数据进行实时处理的方法，其可以实现对随机误差和系统误差的实时估计和校正。
卡尔曼滤波法对系统的数学模型有一定要求，但其可以实现对GPS高程数据的实时处理，具有较高的应用价值。
二、精度分析高程拟合方法虽然可以提高GPS高程数据的精度，但仍然存在着误差和偏差。
为了评估GPS高程数据的精度，需要进行误差分析。
1.精度指标GPS高程数据的精度通常采用水平精度、垂直精度、普通精度三个指标进行评估。
其中，水平精度指评估经度和纬度的误差，垂直精度指评估海拔高度的误差，普通精度则是综合考虑了经度、纬度和海拔等三个指标。
2.误差分析误差分析是评估GPS高程数据精度的重要手段。
GPS高程拟合精度分析
GPS高程拟合精度分析李毅方明乐陈溪广西第一测绘院，南宁市建政路5号530023摘要：本文介绍了常用的GPS高程拟合方法和模型，通过实例对GPS高程拟合精度进行了分析探讨。
关键词：GPS高程测量高程拟合精度分析1引言GPS测量可以同时获得相对精度较高的三维坐标，即大地经度L、大地纬度B和大地高H。
对于L、B可以采用严密的数学公式，将其转换成高斯平面坐标x、y，而大地高H是以WGS-84椭球面为基准的高程，是一个几何量，不具有物理意义。
实际应用中的地面高程是以似大地水准面为起算面的正常高。
本文将介绍将大地高这一几何量转换成具有物理量的正常高最常用的方法，并通过实例分析了影响GPS高程拟合精度的因素，以及提高GPS高程拟合精度的方法。
2GPS高程拟合方法依据高程系统的理论，地面上任意一点的大地高H与正常高h之间的关系为:H=h+ζ(l)式（1）中ζ为高程异常，即似大地水准面与参考椭球面之间的差距。
由式（1）可看出，若能求出GPS点的高程异常ζ，就可由各GPS点的大地高H求得各点的正常高h。
因此，GPS高程转换的关键在于高程异常的精确求得。
通常，高程异常是采用天文水准或天文重力水准的方法来测定的。
但由于这些资料不易获得，无法满足工程建设的要求。
为此我们可以在布设的GPS网中选择一定数量均匀分布的点，利用水准测量的方法直接联测高程（这些联测点称为公共点），然后根据式（1）求得各公共点上的高程异常ζ，然后由公共点的平面坐标和高程异常采用数学拟合计算方法，拟合区域的似大地水准面，即可求出其他GPS点的高程异常，从而求得各GPS点的正常高。
目前，国内外求取高程异常主要是采用纯几何的曲面拟合法，即根据区域内若干公共点上的高程异常值，构造某种曲面逼近似大地水准面。
而多项式曲面拟合法是一种最常用的较简单、有效、实用的方法。
多项式曲面拟合法原理是：根据测区中公共点的平面坐标或大地坐标和高程异常ζ值，用数值拟合法，拟合出测区似大地水准面，再内插出待求点的高程异常值ζ，从而求出待求点的正常高。
GPS高程拟合精度探讨
+’, 承 继 成 - 数 字 地 球 与 国 家 空 间 信 息 基 础 设 施 +6,- 北 京 ：
+!, 姜晨光 - 用加权平均值法将 #$% 大地高转换成正常高 +.,测绘科技动态， （! ） ’//0 ， -
+&, 张 勤 - #$% 高 程 拟 合 中 的 稳 健 估 计 +.,- 城 市 勘 测 ， !111 ，
（) ） 丁先伟 - #$% 水准高程拟合精度分析 +., - 地矿测 +), 潘宝玉， 绘， （& ） ’//0 ， -
从结果可以得出， 已知水准点数量越少， 拟合 误差越大；已知水准点分布在测区一侧拟合误差 大， 周围点和中央点结合， 效果较好， 即： 联测测区 几何水准时， 应布设足够的水准点， 包含整个测区， 且要分布均匀，中间与周围结合布设效果较好， 布 设在测区的一侧精度最低。 因此，已知水准点的精度对 ()* 水准高程拟 合精度有较大的影响， 而且， 已知点少时， 其影响显 著。大地高差测定的精度、 联测几何水准的精度对
!P"6/
GPS水准高程拟合精度的探讨
GPS水准高程拟合精度的探讨摘要：近年来，GPS定位技术以其精度提高、速度快和经济方便等优点，在布设各种形式的控制网、变形观测等诸多方面都得到了广泛的应用，理论和实践都己证明。
GPS定位技术完个可以进行传统的一、二、四等平面控制测量，根据GPS相对定位的基线向量,虽然可以得到高精度的大地高。
但在将大地高转换为正常高时，由于受某些因素的影响，使得由GPS定位技术所得到的正常高精度小。
关键词：GPS，GPS定位技术，GPS高程测量一、GPS概述1.1 GPS系统的组成GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座，发射导航定位信号；地面控制部分——地面监控系统，提供GPS卫星星历并保持GPS时间系统；用户设备部分——GPS信号接收机，捕捉卫星信号，跟踪卫星运行，处理解译所接受到的GPS信号。
1.2 GPS的基本原理和方法GPS（全球卫星定位系统）的空间部分由21颗工作卫星及3颗投入使用的备用卫星组成。
这些卫星将分布在6个倾角55°的几乎是圆形的轨道上，每个轨道上有4颗卫星。
卫星的平均高度为20200km，运行周期为12恒星时。
GPS卫星星座能提供全球性的覆盖。
GPS卫星使用1.2GHz和1.6GHz的高频波作为载波，信号沿直线传播，因而其定位的数字模型十分简单而又严格。
此外由于信号只是从太空穿过大气层到达地面测站而不需在稠密的大气层中长距离传播（如地面无线电定位系统那样），因而易于进行较为精确的对流层延迟改正。
由于全球定位系统较好地解决了定位精度、定位速度、定位的可靠性及覆盖面等因素之间的矛盾，因而有可能逐步取代相互交叉重叠的地面无线电导航定位系统而成为一种通用的导航地位系统。
1.3 GPS系统的特点GPS导航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作方便、应用广泛等特点著称。
1.3.1 定位精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6。
100~500km 可达10-7，1000km以上可达10-9。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析引言全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号来确定位置的技术，在许多应用中被广泛使用。
高程测量是GPS技术的一个重要应用领域之一。
随着GPS技术的不断发展，高程测量的精度和分辨率得到了显著的改进。
由于地球表面的复杂性，GPS高程测量仍然存在一些挑战，如大气延迟、地形遮挡和信号多径等问题。
研究GPS高程拟合方法及其精度分析具有重要的理论和实际意义。
本文将从GPS高程拟合方法和精度分析两个方面进行探讨，旨在为GPS高程测量提供更加可靠和精确的解决方案。
一、GPS高程拟合方法1. 静态测量与动态测量在实际的高程测量应用中，常用的GPS测量方式可以分为静态测量和动态测量两种。
静态测量是指在接收机固定不动的情况下进行GPS观测，通常适用于测量精度要求较高的情况，如大地水准面的建立和更新、基准点的测量等。
动态测量是指接收机和天线在移动状态下进行GPS观测，通常适用于地形测绘、航空航海、车载导航等应用。
2. RTK测量实时运动学（RTK）测量是一种高精度的GPS动态测量方法，通过使用参考站的观测数据来实现对流动接收机位置的实时校正，从而获得厘米级甚至毫米级的高程测量精度。
RTK测量在地理勘测、地质灾害监测和大规模工程测量中有着广泛的应用。
3. 差分测量差分测量是一种通过比较基准站和流动接收机之间的GPS观测数据来消除掉由于大气延迟、钟差等误差，从而提高高程测量精度的方法。
差分测量通常分为实时差分和后续差分两种方式，实时差分可以在测量过程中实时进行误差修正，后续差分则是在测量后对数据进行后处理，以获得更高精度的测量结果。
4. 高程拟合模型在GPS高程测量中，通常采用的拟合模型有椭球模型、大地水准面模型和基于大地水准面的高程格网模型等。
椭球模型是一种简化的高程测量模型，通过采用地球椭球体作为参考椭球来进行高程测量；大地水准面模型是一种更加真实的高程测量模型，考虑了地球的地形和引力畸变情况；基于大地水准面的高程格网模型是一种全球高程模型，通过采用离散的高程测量点来构建全球高程模型。
基于GPS的高程拟合方法研究
基于GPS的高程拟合方法研究引言一、GPS高程数据获取原理及问题GPS通过接收卫星发射的信号，利用三角测量的原理来确定接收机的位置，并进而计算高程值。
在GPS高程数据获取中，通常需要使用多颗卫星信号进行定位，以获得更精确的位置信息。
通过测量多颗卫星信号到接收机的距离，结合卫星的位置信息，可以利用三角测量方法计算出接收机的位置，再通过地球椭球模型计算出高程值。
2. GPS高程数据存在的问题GPS在高程数据获取中存在一些问题，主要包括以下几个方面：（1）精度不够高：由于卫星信号受地形、建筑物等因素的影响，以及大气层对信号的折射等原因，导致GPS高程数据的精度不够高。
（2）数据缺失：在复杂地形的地区，如山区、丛林等地方，GPS信号可能无法直接获取到，导致高程数据的缺失。
由于以上问题的存在，GPS采集的高程数据并不完全可靠，需要进一步进行拟合处理，以提高数据的精度和完整性。
二、GPS高程数据拟合方法针对GPS高程数据存在的问题，研究者提出了多种高程拟合方法，主要包括基于地形的插值方法、基于卫星雷达的插值方法、基于地形特征的拟合方法等。
下面将分别介绍这些方法的原理和应用情况。
1. 基于地形的插值方法基于地形的插值方法是一种常用的高程拟合方法，它通过地表点的位置信息和已知高程数据，对未知位置的高程值进行估计。
这种方法主要包括三角网、反距离权重插值等多种技术，其中三角网插值是应用最为广泛的一种方法之一。
它通过将地形点连接成三角形网格，利用三角形的特性来进行高程估计，以获得更加精确的高程数据。
基于卫星雷达的插值方法利用卫星雷达传感器对地表进行扫描和测量，获取高程数据，并通过插值方法对数据进行处理。
卫星雷达可以穿透云层、植被等障碍物，获取地表的真实高程数据，因此可以得到更准确的高程数据。
基于地形特征的拟合方法是一种基于地形分析的高程拟合方法，它通过对地形特征进行分析和提取，来估计未知点的高程值。
这种方法主要依靠地形特征的变化规律，对未知点进行高程估计，因此在复杂地形的地区有着良好的适用性。
GPS高程拟合方法及精度分析
GPS高程拟合方法及精度分析引言全球定位系统（GPS）是一种用于确定地球上任意地点位置的卫星导航系统。
GPS的精度在水平方向上通常很高，但在垂直方向上却存在一定的误差。
为了提高GPS测量的垂直精度，许多高程拟合方法被提出并不断完善。
本文将介绍GPS高程拟合方法，并对其精度进行分析。
GPS高程测量方法GPS高程测量的基本原理是通过测量卫星信号的传播时间来计算卫星和接收器之间的距离，进而确定接收器的位置。
在水平方向上，GPS使用三维距离测量技术，包括伪距测量和载波相位测量。
在伪距测量中，接收器通过测量卫星信号的传播时间来计算距离，但由于信号传播路径不确定，会导致一定的误差。
载波相位测量则通过测量信号的相位变化来计算距离，具有更高的精度，但也更加复杂和昂贵。
在垂直方向上，GPS高程测量通常使用大气压力传感器或者测量GPS信号的伪距来计算高程。
大气压力传感器可以测量大气压力变化来确定高程，但受到天气和环境条件的影响较大。
目前更多的是通过GPS信号的伪距测量来计算高程。
为了提高GPS高程测量的精度，研究者们提出了许多高程拟合方法。
其中比较常见的方法包括差分GPS、多路径效应消除、大气延迟校正和高精度的GPS接收机等。
差分GPS是一种通过在参考站和移动站之间进行距离测量，然后对移动站进行补偿来消除误差的方法。
这种方法可以提高GPS测量的精度，但需要在参考站和移动站之间连线，并且参考站与移动站必须有一定的距离。
多路径效应是指卫星信号在传播过程中受到地面或建筑物的反射，导致接收器接收到多个信号，从而产生误差。
为了消除多路径效应，研究者们尝试使用多天线组合、信号滤波和地面导航站来减少这种影响。
大气延迟是指GPS信号在穿过大气层时会受到大气折射的影响，从而产生误差。
为了校正大气延迟，研究者们尝试使用大气压力传感器、水汽传感器和气象数据来对GPS信号进行校正。
高精度的GPS接收机可以通过增加天线的数量、提高接收灵敏度和增加通道数目来提高测量的精度。
城市GPS控制网高程拟合精度等级探讨
GPS控制网高程拟合精度的探讨黄孝付【摘要】通过对沁河防汛工程D级GPS网的高程拟合精度分析，探讨GPS高程拟合成果的精度与起算点分布、起算成果精度、高程拟合数学模型、GPS数据处理软件的关系。
【关键词】GPS 高程异常值中误差曲面拟合EGM96大地水准面模型前言全球定位系统（Global Positioning System-GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、高效率等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等测绘学科，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
目前，大多数的城市首级控制网均采用GPS测量，而其中的高程控制主要采用传统的几何水准测量方法建立高精度的水准网。
GPS高程测量却常常被忽视，认为其精度不太可靠。
因此，为探讨GPS测量高程拟合成果的精度与起算点分布、起算成果精度、高程拟合数学模型、GPS数据处理软件的关系，我局结合沁河防汛工程D级测量GPS高程拟合的工作，对GPS拟合高程的精度进行了探讨，对于平坦地区以供测量GPS用户参考。
1 GPS网高程拟合的技术要求1.1 GPS高程拟合成果外部检核1.1.1 首先对D级GPS网中的所有点联测四等水准或三角高程，选用其中部分点作为GPS高程拟合的起算点，其它没有参与GPS高程拟合计算的D级GPS点作为外部检核点，对GPS高程拟合结果进行外部检核，并与水准成果进行比较。
1.1.2 根据D级GPS网高程拟合函数内插得到检核点的高程异常值ζ，通过公式：h=H-ζ求得检核点正常高h插，然后按照第1.2款进行GPS高程拟合精度等级评定。
1.2 GPS高程拟合精度等级评定假定四等水准测量值h水是真值，通过第1款外部检核方案，对所得到的GPS高程拟合结果进行精度评定。
GPS高程异常拟合精度的估算方法
文章编号:049420911(2003)0820021202中图分类号:P228.4 文献标识码:BGPS 高程异常拟合精度的估算方法张兴福1,沈云中1,周全基2(1.同济大学,上海200092;2.铁道部第三勘察设计院,天津300251)The Estimate Method of the Accuracy Of GPS H eight Abnormity InterpolationZHAN G Xing 2fu ,SHEN Yun 2zhong ,ZHOU Quan 2ji摘要:利用GPS 大地高和部分水准高程进行高程拟合时,高程异常拟合精度的合理评定在实际工作中很有意义。
给出高程异常拟合精度的估算公式并分析影响高程异常拟合精度的误差来源,利用京沪高速铁路的GPS 实测数据进行验算,取得比较满意的结果。
关键词:GPS 水准;高程异常拟合;精度估算 收稿日期:2002212205作者简介:张兴福(19772),男,山东临沂人,研究生,主要从事物理大地测量、GPS 应用开发方面的研究。
一、引 言GPS 水准代替四等以下水准测量在实际工作中已经得到了广泛应用。
其方法是利用GPS 测得的大地高和水准测得的正常高求得高程异常,由于高程异常变化比较平缓,可以用一些初等函数(如:平面,二次曲面等)进行拟合从而求得未知点的高程异常,进而求得各未知点的正常高,有关这方面的文章已发表很多[1～3]。
但拟合高程异常的精度没有一个评价标准,只凭经验检测最弱点或最弱高差段来进行检核,这种检核方法既不能检核所有拟合点的精度状况,又不能保证检核的确实是最弱点。
为此,本文探讨了GPS 高程异常拟合的精度估算方法,以给出所有拟合点的精度指标,这对高程拟合结果的使用具有重要意义,同时对选择最弱点进行检核具有指导作用。
二、GPS 高程异常拟合的精度估算方法和数学模型 由于GPS 测得的大地高差的精度很高,给定GPS 网的起始大地高就可求出各GPS 点相对起始点精确的大地高。
关于GPS高程拟合精度可靠性的探讨
关于GPS高程拟合精度可靠性的探讨发布时间：2023-03-17T09:27:07.877Z 来源：《中国建设信息化》2023年1期作者：周复旦樊振华郑波[导读] GPS高程拟合法在减少野外测量劳动强度、提高高程测量的作业效率等方面具有很大的优势周复旦樊振华郑波（1.徐州市勘察测绘研究院有限公司，江苏徐州，221000）摘要：GPS高程拟合法在减少野外测量劳动强度、提高高程测量的作业效率等方面具有很大的优势。
本文主要介绍了最常用的多项式拟合模型，并通过实例分析找出了影响这种拟合方法精度的几个因素，并在此基础上对如何提高精度的做了详细的论述。
关键词：GPS高程拟合；似大地水准面；多项式拟合法；高程异常1 引言众所周知，GPS技术能够准确的获得所测点位的平面坐标，但未能以相应的精度获得点位的高程。
原因是GPS测量得到的是地面点相对于WGS-84椭球面的大地高，而我国的实用高程采用的是相对于似大地水准面的正常高，二者的差值为高程异常（ζ）。
由于高程异常无法直接获得，目前也没有精确的方法能够直接将大地高转换为正常高。
传统的水准测量是测量正常高的主要手段，但是其实施的劳动强度很大，作业效率低。
故如何能够充分利用GPS的速度快、操作简单的优点，而又能解决高程异常问题成为测绘界一个热点。
目前解决此类问题主要是通过高程拟合来实现。
2 GPS高程拟合2.1 GPS高程拟合原理GPS测量得到的是地面点相对于WGS-84椭球面的大地高( H )，而我国的实用高程采用的是相对于似大地水准面的正常高( h )，二者的差值为高程异常（ζ）。
三者的关系为：ζ = H – h （1）高程异常是高程拟合的关键，求得高程异常，就可以根据该高程异常应用公式（1）求得测点的正常高。
2.2 GPS高程拟合方法高程拟合法的基本思路是：在GPS 网中联测一些水准点（要求这些点要尽量的分布均匀、密度适宜），再利用这些点上的正常高和大地高拟合求出它们的高程异常值，然后根据这些点上的高程异常值与坐标的关系，用最小二乘法拟合出测区的似大地水准面，最后利用拟合的似大地水准面内插出其他GPS点的高程异常值，利用式（1）求出各未知点的正常高。
GPS区域网内高程拟合精度分析
GPS区域网内高程拟合精度分析摘要；GPS以其精度高、速度快、经济方便等优点，在布设各种形式的控制网、变形监测网及精密工程测量等诸多方面都得到迅速、广泛的应用。
关键词；GPS精度高程转换拟合P228.4大量实践证明，GPS平面相对定位精度已达到了0. lppm(1 x 10-7)，甚至更高，这是常规地面测量技术难以比拟的。
即使是较大尺度的GPS网，借助于精密星历和高精度相对定位软件，很容易获得水平方向重复性优于1x10-8的相对定位结果。
但是GPS高程测量的精度还不够高，影响了GPS三维控制网和垂直形变监测网的应用，在某种程度上讲，GPS可以提供三维坐标的优越性未能得到充分发挥。
近十年一来，国内外测绘界已做了大量试验，并进行了深入细致的研究，发现影响GPS高程测量精度的主要因素有两个：（1）电离层和对流层对GPS 信号的折射严重影响GPS测量定位的垂直分量的精度；(2)受区域性似大地水准面精度影响，GPS测量的大地高在向正常高转换过程中，精度受到较大损失。
因此，要提高GPS信号的折射严重影响GPS测量定位的垂直分，GPS测量的大地高在向正常高转换过程中，精众多学者在研究这两方面的问题高程测量精度，一定要解决好上述两方面的问题。
1、大气对流层折射GPS信号的折射是影响高精度GPS平面相对定位及垂直方向重复性的重要因素之一，其中电离层折射的影响对GPS相对定位的影响已很小，其原因是：电离层折射的影响可通过改正模型进行改正，以及利用双频接收机进行双频改正，而且通过双差观侧值也可得到有有效消除。
而对留层折射影响对GPS相对定位的影响较大，一方面其改正模型的精度不高，另一方面对流层折射影响在双差观测值中不能得到有效消除。
因此，近几年来，提高GPS网精度（尤其是GPS 高程测量精度)的主要研究工作更集中到对流层的改正方法上。
由于对流层中的物质分布在时间和空间上具有较大的随机性，因而使得对流层折射延迟亦具有较大的随机性。
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Ｇ Ｓ 制 网 经 平 差 计 算 后 ， 以 得 到 各 Ｇ Ｓ点 的 Ｐ控 可 Ｐ
第３ ５卷 第 ９期
２ １ 年 ９月 ０２
测 绘 与 空 间地 理 信 息
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Ｖｏ ． ５． １３ Ｎｏ． ９
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ＧＰ Ｓ高 程异 常 拟 合精 度 的探讨
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ＷＧ Ｓ一８ ４大地 高 。但 在 实 际应 用 中 ， 面 点 高程 采用 地 正常 高 系统 ， 面 的正 常 高 胁 是地 面点 沿铅 垂线 至 似 大 地 地水 准 面的距 离 。这种 高 程 是通 过 水 准测 量 确 定 的 。因
地 球 表 面
大 地 水 准 面
此 ， 要 找 出 Ｇ Ｓ点 的大 地 高 口 与 正 常高 胁 的关 系 ， 有必 Ｐ 并用 一定 的方法 将 日转 换为 。图 １ 示 了高 程系 统 间 显 的相 互关 系 。其 中 ： 日为 大 地 高 ， 为 正 高 ， 为 正 常 始 高 ， 为大地 水准 面 到地 球 椭球 面 的距 离 ， 似 大 地水 为
ＤＡ ＩＹＵ — ｍ ｉ ｎ
（ ｅＦｒ ｔＧｅ ｌｇｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆＨｅ ａ ｏ—Ｅｘ ｌｒ ｔ ｎ ａ ｄ Ｍ ｉ ｅａ ｖ ｌｐ ｅ ｔＢｕ ｅ ｕ， Ｔｈ ｉｓ ｏｏ ｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｉ ｓｉｕｅ ｏ ｎ ｎ Ｇｅ ｐｏ ａ ｉ ｎ ｎ ｒ ｌＤｅ ｅｏ ｍ ｎ ｒ ａ ｏ
准面 到地球 椭球 面 的高差 ， 叫做 高程异 常 ， ： 即
：
似大地 水准面 参考椭球面
图 １ 高程 系统 间的相 互关 系
Ｆｉ ．１ Ｔｈｅ ｒ ｌ ｉ ｎｓ ｉ ｂｅ ｗｅ ｎ ｅｅ ａｔｏ ｓ ｓｅ ｓ ｇ ｅａｔｏ ｈ ｐ ｔ ｅ ｌｖ ｉ ｎ ｙ ｔｍ
日 一Ｈｒ
戴 玉 民
（ 南省 地质 矿产勘查开发局第一地质工程院 ， 河 河南 郑州 ４ ０ ０ ） ５ ０ １
摘 要 ： Ｐ Ｇ Ｓ技术在 测量领域 已广泛应用 ， Ｇ Ｓ 合 高程 精度 制约 了其 在领域 内的推 广普及 。选择 不 同的 高 但 Ｐ 拟 程异常拟合模 型 ， Ｇ Ｓ高程拟合精度非常重要 。通过对驿城 区城 市控制 网进行 不同数 学模型 的 Ｇ Ｓ高程 异常 对 Ｐ Ｐ 拟合 ， 验证 了选择 合适的拟合模型及分布合理 的高精度水 准点， 能够解算 出高精度 的 Ｇ Ｓ拟合 高程 ， Ｐ 满足 一般 测
量 工程 的 需要 。
关键词 ： Ｐ ； Ｇ Ｓ 高程 异常 ； 水准高程 ； 拟合精度
中 图分 类 号 ：２ ８４ Ｐ ２ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６２— ８ ７ ２ １ ）９— １５— ２ １７ ５ ６ （０ ２ ０ ０ ｌ ０
Ａ ｓ ｕ ｓｏ ｆ ＧＰＳ Ｅｌ ｖ ｔｏ ｎ ｒ ａ ｉｔ ｅ ｉｉ ｎ Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ Ａｂ ｏ ｍ ｌＦ ｔｉ Ｐｒ ｃｓｏ 式可 知 ， 只要 求 出测 站点 高程 异 常 ， 可 确定 测站 就 点的 正常 高 胁 。利用 测 区 内几个 Ｇ Ｓ水准 点上 的 已知高 Ｐ 程 异 常进行 拟 合 ， 求 得 该测 区 高程 异 常 分 布 的数 值 模 可